第一讲光电子器件在光纤通信中的应用_黄翊东
集成光电子器件在光通信中的应用
集成光电子器件在光通信中的应用近年来，随着信息技术的飞速发展，人们对通讯技术的需求也越来越高。
而在众多的通信技术中，光通信作为一种高速、大容量、安全、环境友好的通信方式，受到了越来越多人的青睐。
集成光电子器件在光通信中的应用，对于实现光通信的高速传输、高可靠性等方面的发展，起着举足轻重的作用。
一、什么是集成光电子器件集成光电子器件，就是将光学元件和电子器件集成在一起的新型器件。
它根据需要将多种光电组件集成到一个半导体芯片中，以实现光与电的相互转换。
二、集成光电子器件的应用1. 光通信中的应用采用集成光电子器件的光收发模块，可大大提高光通信系统的可靠性和性能。
集成了光调制器、光放大器、光接收器以及相关的电路，这些器件通过相互的光电效应，实现了光与电之间的转换，使光通信系统在数据传输的过程中，可以更加稳定、快速，并且具有更好的抗干扰性。
2. 激光器的应用高质量的激光器是实现光通信信号发射和调制的关键部件。
而集成光电子器件中，激光器又是其中的一个重要部分。
通过将激光器、微波控制电路和光驱动电路集成在一起，可以使激光器的电光转换效率高，设计简单，成本低廉，从而提高了激光器的性能和容错性。
3. 生物医学中的应用集成光电子器件在生物医学中的应用也十分广泛，例如发现癌症和改善手术精度等方面。
光学显微镜中的激光器、光电检测器、玻璃电极和小型化光学器件等，都是信号的采集与发射的重要模块。
三、集成光电子器件的优势1. 小型化、集成化集成多种元件，不仅可以减小器件的体积，还可以提高工作效率，减少损失。
2. 节能环保传统的通信方式利用的是铜线传输电信号，而这种方式需要大量的能源的支持。
而使用光通信，不仅能够实现更低的能耗，而且还能够减少环境污染，大大提高通信设施的网络性能。
3. 通信速度快光信号的传输速度快，传送数据量大，抗干扰性强。
使用集成光电子器件送出的光信号速度可达到每秒10Gb/s。
四、集成光电子器件的挑战目前，在集成光电子器件技术的发展过程中，仍然存在一些挑战。
光电子器件在光纤通信中的应用
光电子器件在光纤通信中的应用摘要随着国民经济的不断增长，光纤通信技术的不断创新，通信网络行业发展得到了质的飞跃。
光电子器件应用作为光纤通信发展过程的重中之重，是一个不可或缺的关键内部，直接关系到光纤通信技术各项功能的完善及光纤通信事业的稳定建设发展。
光纤通信主要包括了三个环节，分別是光发送、光接收以及光传输，在各个工作环节中配备了不同的光电子关键器件。
本文将进一步对光电子器件在光纤通信中的应用展开分析与探讨，旨在为光纤通信事业的发展提供科学依据。
【关键词】光电子器件光纤通信实践应用当前是一个经济全球化的时代，我国光纤通信事业发展要与时俱进，跟上时代前进的脚步。
现代人们生活无时无刻不再与信息数据打交道，基于大数据的背景环境下，光纤通信技术在整个通信行业领域开始占据主导地位，逐渐成为了社会信息快速传递的核心方式。
技术人员通过将计算机技术与光纤通信技术相融合在一起，促使各种通信技术得以综合利用，大大方便了民众的生活与工作。
一个完整的光纤通信系统除了必须具备传输主体和光纤，还需要配备各种光学元件及光电子器件，只有充分发挥出各种光电子器件的功能作用，才能保障光线通信系统的正常稳定运行，不断提高人们的网络通信质量和效率。
1光线通信系统概述当前，光线通信系统的构成主要包括了三部分，分别是光发送、光传输以及光接收。
在光发送器中有效配备了驱动器、光源和调制器等器件，其核心功能是把所需要传输的数据、视频以及语音等信号，通过电端机加到调制器上从而有效产生调制好的光信号，同时将光信号耦合到光纤中去。
而光传输部分则配备了中继器和光纤，如果是短距离通信系统，则该光纤通信系统无需设置中继器。
在光纤通信系统中，广泛应用的元器件可以划分为两种类型，一种是无源元器件，另一种是有缘元器件。
无源元器件主要包括了光耦合器、光衰减器、光隔离器以及光滤波器等，而有源元器件则包括了光源、光检测器以及放大器等。
2光电子器件在光纤通信中的实践应用2.1全波光纤在光纤通信中的应用光纤作为光纤通信中必不可缺的无源器件，其显著特征就是具有巨大宽带，被广泛的应用在网络通信领域中。
光电器件在光纤通信中的应用研究
光电器件在光纤通信中的应用研究随着信息技术的迅猛发展，高速可靠的通信对于人们的生活和生产已经变得越来越重要。
而基于光纤的通信技术因其传输速度快、带宽大、信号损失小等优点被广泛应用。
作为光纤通信系统中的核心元器件，光电器件的性能直接影响了通信系统的整体性能。
本篇文章将介绍光电器件在光纤通信中的应用研究。
一、光电器件的基本原理光电器件是将光信号转换成电信号的器件，包括光电二极管、光电探测器和光电放大器等。
其中，光电探测器是将入射光信号转换成电信号的最常用器件之一。
光电探测器的基本原理是光子被材料所吸收后，激发出电子-空穴对。
经过电场的驱动，这些电子-空穴对会导致一个电流的流动，从而实现光信号到电信号的转换。
光电放大器则是用来放大光电探测器输出的微弱信号，提高系统的灵敏度和动态范围。
二、光电器件在光纤通信中的应用1. 光电转换在光纤通信中，光电器件扮演着重要的角色。
光电器件可以把从光纤传输过来的光信号转换成为电信号，然后再经过放大、调制等处理后发送出去。
同时，光电器件还可以将来自接收端的电信号转换成为光信号，然后传输回发送端或发送给下一个接收器。
2.光电复合光电复合也是光电器件在光纤通信中的重要应用。
在某些情况下，光传输路经较长，需要在其间加入光放大器进行光信号的增强。
然而，这样做会引入噪声，降低信噪比。
为了弥补这种噪声，可以使用光电复合器件，将光信号和电信号一起输入到放大器中，在放大器输出后再进行光电复合，从而达到噪声的抵消和信号的增强。
3.光电调制另一个光电器件的应用是光电调制。
光电调制将电信号转换成为光信号，并且可以根据信号强度的变化控制产生的光的强度。
这种方法被广泛应用于光纤通信和光纤传感器中。
例如，在光纤通信中，光电调制器能够在上行和下行链路之间实现光电信号转换，从而实现光纤通信系统的双向传输。
三、光电器件在未来的应用前景在未来，随着人们对信息技术需求的进一步增长，光纤通信也将会得到更广泛的应用，同时，光电器件也将面临更高的要求。
谈光电子器件在光纤通信中的应用
谈光电子器件在光纤通信中的应用作者：邹跃来源：《科学与信息化》2018年第17期摘要光纤通信的快速发展推动着光电子器件的微型化和精密化，基于此，本文通过调研，更深层次地了解光电子器件在光纤通信中的具体用途和及实现机理，进一步拓展各新型光电子器件的发展和应用。
关键词光电子器件；光通信；激光器引言从1966年高琨博士提出光纤通信概念至今短短51年，光纤通信发展迅猛，应用广泛，已涉及生活各个领域。
尤其自李克强总理在2015年政府工作报告中提到发展智慧城市，制定“互联网+”行动计划，全面推进“三网”融合，加快建设光纤网络以来，我国的光纤通信更是达到了蓬勃发展的高度。
1 光纤通信简介光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式，我们可以想象在这样一个以电-光-电转换的系统中，尤其是传输过程中面临能量损耗以及噪声干扰的影响，整个系统对光电子器件的精度、灵敏度和抗干扰能力的高要求。
所以无论是从发射端、传输端还是到接收端，要很好地实现这样一个传输过程，光电子器件都将发挥举足轻重的作用。
2 光发射机光发射机是实现电/光转换的光端机，是将电机端的电信号对光源发射的光信号进行调制，成为已调光波，然后将其再耦合到光纤中进行传输的组件。
其中涉及的光电子器件主要有光源、光调制器。
更高档的光发射机是采用双模块放大器的“AGC”型光发射机和“调制度恒定型光发射机”。
2.1 光源的选择在选择与光纤耦合的光源时，应该充分地考虑到诸如光纤的尺寸、失真、衰减等各种客观因素的影响，所以我们在选择光源时应尽量满足光源峰值波长处于低损耗范围。
目前有三个低损耗窗口：分别是850nm、1310nm、1550nm，基于这些要求，目前常用的光源有两类，一类是半导体激光器，另一类是发光二极管，它们适合于远距离传输，其输出功率可通过注入的电流来控制，已成为光纤通信光源的首选。
由于半导体激光器的调制效率更高，适合长距离通信，目前发展比较快、应用相对广泛的有法布里-珀罗激光器、垂直腔面发射激光器、分布反馈半导体激光器等[1]。
光通信中的光电子器件讲座第一讲光电子器件在光纤通信中的应用与发展_余重秀
· 501 ·
系统中, 使用的光源就是在室温下连续工作的 GaAlAs 半 导 体 激 光 器 , 并 以 低 损 耗 短 波 长 λ= 0.85μm 窗口的多模光纤作为传输介质 , 半导体硅材 料的 PIN 光电二极管和雪崩二极管(avalanche photodiodes , APD)作为 光电探 测器 .美国 Bell 实 验室 于 1976 年在亚特兰大开通了第一条 4.5Mb s 的光纤通 信系统试验 .1977 年在芝加哥进行的 44.7Mb s 码速 率现场实验是第 1 代光纤通信的标志 .之后 , 对光纤 的进一步研究 , 发现了它的第 2 个 、第 3 个低损耗窗 口分别是波长 λ=1.3μm 和 1.5μm , 这样又开展了对 应波长的 InGaAsP 材料激光光源和光电探测器的研 究 .80 年代初 , 第 2 代光纤通信系 统利用了 1.3μm 的多模光纤 , 其传输距离和码率分别被限制在几十 km 和几十 Mb s 的水平上 .第 3 代光纤通信系统利 用 1.3μm 的单模光纤 , 它的损耗和色散均比多模光 纤低得多 , 并且可调谐单纵模激光器也被研制出来 , 在 80 年代中期实现了长中继距离 、Gb s 码率的光纤 通信 .第 4 代光纤通信利用的传输介质是 1.55μm 的 单模光纤 , 它具有很低的损耗(0.2dB km), 但有较大 的色散 .相继又研制了色散位移光纤和非零色散位 移光纤 , 1993 年又发明并开发了大 有效面积光纤 、 true wave 光纤 , 这样使得强度调制 直接探测的光纤 通信系统无中继距离达到几十至上百公里 , 光传输 速率达到 40Gb s 的实验室研究水平 .经人工改性产 生了多量子阱激光器及应变量子阱激光器 , 它们具 有更窄的线宽 、更高的调制频率和更高的量子效率 , 是高速光纤通信中的理想光源 .另外 , 器件技术的发 展 , 产生了一些新型的光电子器件 , 它们推动了光纤 通信的新技术研究 .如 :分路 合路器的应用产生了 多路信号复用技术 ;光调制器 、光开关进行光信号的 高速调制及光交换 ;光时延器完成光信号的缓存或 编码 ;光滤波器 、光偏振控制开关等实现不同的处理 功能 , 形成了空分 、时分 、波 频分 、码分等光纤通信 系统 , 从而进一步扩大了通信容量和传输距离 .目前 单路时分复用的数字速率达到了 40Gb s , 而波分复 用 密 集 波 分 复 用 (wavelength division multiplexing dense wavelength division multiplexing , WDM DWDM)的 速率达到了 Tb s 数量级 .第 5 代光纤通信指超长距 离 、超大容量的光孤子通信 .早在 1988 年人们就涉 足光孤子的实验研究 .最近十多年来 , 在孤子传输损 耗及其放大 、色散补偿等方面也有了长足的进展 .正 在研究的孤子通信 +WDM 将光孤子无畸变 、长距率 传输及 WDM 的多路信道复用扩大通信容量这两方 面的优势结合起来 , 使之将成为真正有竞争力的第
光电子器件技术在光信号处理中的应用研究
光电子器件技术在光信号处理中的应用研究光电子器件技术是一种基于光电效应的技术，具有高速、高精度和低能耗等优势，在光信号处理领域发挥着重要作用。
随着通信、图像处理等领域的快速发展，光电子器件技术的研究和应用也得到了广泛关注。
本文将探讨光电子器件技术在光信号处理中的应用研究，并对其未来发展进行展望。
光电子器件技术主要包括光电二极管、光电晶体管、光电二极管阵列和光电传感器等。
这些器件可以将光信号转化为电信号，并进行进一步的处理和分析。
在光信号处理中，光电子器件技术广泛应用于光通信、光传感和光图像处理等领域。
首先，光电子器件技术在光通信领域中发挥着重要的作用。
光通信是一种利用光信号传输信息的通信方式。
光电子器件可以将电信号转化为光信号，并进行光信号的放大和调制。
光电子器件的快速响应速度和高灵敏度使得光通信系统具有更高的传输速率和更远的传输距离。
此外，光电二极管阵列的应用可以实现光信息的并行传输，提高系统的吞吐量和抗干扰能力。
其次，光电子器件技术在光传感领域中具有广泛的应用前景。
光传感是一种利用光信号来感知和测量环境中的物理量的技术。
光电传感器是一种基于光电效应的器件，可以将环境中的光信号转化为电信号，并进行进一步的处理和分析。
光电传感器具有高灵敏度、高分辨率和宽动态范围的特点，在温度测量、湿度测量、气体测量和生物传感等方面具有重要应用价值。
此外，光电子器件技术在光图像处理领域也发挥着重要作用。
光图像处理是一种利用光信号进行图像获取、处理和分析的技术。
光电二极管和光电晶体管等光电子器件可以将图像中的光信号转化为电信号，并进行进一步的处理和分析。
光电子器件的高速响应和低噪声特性使得光图像处理系统具有更高的图像清晰度和更快的图像处理速度。
光电子器件在医学影像、安防监控和工业检测等领域的应用也日益增多。
未来，随着光电子器件技术的不断发展，其在光信号处理中的应用前景将更加广阔。
一方面，随着材料科学和制备工艺的不断进步，光电子器件的性能将得到进一步提升。
光电子器件在通信领域的应用与优化
光电子器件在通信领域的应用与优化一、引言随着信息时代的到来，通信技术的发展日新月异。
而光电子器件作为通信领域中的重要组成部分，其应用和优化更是受到了广泛的关注。
本文将从光电子器件的应用和优化两个方面进行探讨，以期向读者展示光电子器件在通信领域中的重要性和发展前景。
二、光电子器件在通信领域的应用光电子器件作为光通信的关键技术之一，广泛应用于光纤通信、光网络通信、光无线通信等各个领域。
1. 光纤通信光纤通信是一种将信息通过光信号的传输方式，其核心技术就是光电子器件。
其中，光电二极管被用于接收光信号，将光信号转变为电信号，实现光纤通信的数据接收；而激光器和光调制器则用于将电信号转变为光信号，实现光纤通信的数据发送。
在光纤通信中，光电子器件的性能和效率直接影响通信系统的整体性能和传输速率。
2. 光网络通信光网络通信是指通过光信号进行数据传输的通信方式，其主要优势是高速、大容量、低损耗等。
在光网络通信中，光电二极管和激光器等光电子器件被广泛应用于数据转换和传输过程中。
光电二极管用于光信号的接收，将光信号转换为电信号；激光器则用于光信号的发送。
光电子器件的优化和提高可以显著提升光网络通信的性能和效率。
3. 光无线通信光无线通信是将光信号作为无线通信的载体，实现无线数据传输。
在光无线通信中，光电子器件主要用于光信号的发送和接收。
激光器和光电二极管等光电子器件被用于将电信号转换为光信号发送，并将光信号转换为电信号接收。
光电子器件的性能和稳定性直接影响光无线通信的传输距离和信号质量。
三、光电子器件在通信领域的优化为了使光电子器件在通信领域中能够发挥更好的作用，需要进行优化。
1. 材料优化光电子器件的材料决定了其光电转换的效率和性能。
优化光电子器件的材料选择，可通过研发新型的材料或优化现有材料的制备工艺来提高器件的性能。
例如，采用高纯度的半导体材料和先进的制备工艺，能够提高光电二极管的灵敏度和响应速度。
2. 结构优化光电子器件的结构设计直接影响其性能和功耗。
光电子器件的制备及其在通信中的应用
光电子器件的制备及其在通信中的应用第一章：光电子器件的概述光电子器件（光电器件）是将光电转换技术应用到电子学中的一种器件。
它是集成了光电子技术和电子技术的重要产物，是通信、能源、信息、生物和医疗等领域的重要组成部分。
光电子器件由光电转换器件（包括半导体激光器、光电二极管、光电晶体管等）和光学元器件（包括光纤、偏振器、准直器、波分复用器等）两部分组成。
第二章：光电子器件的制备1、光电二极管制备光电二极管是光电子器件的重要组成部分，具有简单结构、制备成本低、工作速度快等优点。
制备光电二极管的主要步骤包括外延生长、刻蚀制作阳极和阴极等。
外延生长是将要生长的半导体材料放在某种衬底上，利用热化学反应生长出单晶体材料的过程。
制作阳极和阴极是在半导体材料表面上刻蚀出不同形状的金属电极，以便将光能转换成电能或将电能转换成光能。
2、半导体激光器制备半导体激光器是一种将电能转换成光能放大并输出的器件。
其主要原理是利用PN结正反向电压的变化来控制电子跃迁并产生光子，通过反射镜和波导等结构将光能聚焦放大后输出。
半导体激光器制备的主要步骤包括多晶硅外延、电子束刻蚀、亚微米级光刻、光纤对准等过程。
第三章：光电子器件在通信中的应用1、光纤通信光纤通信是目前最主要的光电传输方式，其优点包括带宽大、传输距离远、抗干扰能力强等。
光纤通信系统的核心是光纤收发器，其中包括半导体激光器、双折射晶体、偏振器、光电二极管等光电子器件。
2、光纤传感技术光纤传感技术是利用光纤作为传感信号保存和传输的介质，对环境中的温度、压力、振动等进行监测并进行相应的控制。
其主要优点是传输信号不受干扰，测量范围广。
光纤传感器通常由光纤信号转换器、信号处理单元、信号记录器等组成。
结论：光电子器件的制备和应用是现代信息通信技术的重要组成部分，其未来的发展方向是在提高传输速率和抗干扰能力的同时，进一步降低成本和提高制造工艺的自动化程度。
光电子器件在通信技术中的应用研究
光电子器件在通信技术中的应用研究随着通信技术的日益发展，光电子器件作为其中的重要组成部分，在实现高速、高效、稳定传输方面发挥了重要的作用。
光电子器件可以将光信号转换为电信号，或者将电信号转换为光信号，从而实现光与电之间的转换和传输。
本文将对光电子器件在通信技术中的应用进行研究和探讨。
首先，光电子器件在光纤通信中的应用是最为广泛的。
光纤通信是一种利用光信号传输数据的通信方式。
光电子器件作为信号的收发器，能够将电信号转换为光信号并传输到目标地点。
在接收端，光电子器件还能将光信号转换为电信号，实现数据的解码和处理。
光电子器件的应用使得光纤通信具有了高速率和大容量的特点，极大地提高了通信速度和带宽的利用率。
其次，光电子器件在无线通信中的应用也日益广泛。
传统的无线通信主要依赖于电子器件，如天线、放大器等，但随着通信技术不断发展，无线通信对信号的处理要求越来越高。
而光电子器件具有高速、低损耗、宽频带等优点，在无线通信中被广泛应用。
如光纤天线，它利用光电子器件将电信号转换为光信号，通过光纤传输到天线，再将光信号转换为无线信号发射出去，从而实现了高速无线通信。
光电子器件的应用为无线通信的发展提供了新的思路和技术手段。
此外，光电子器件在卫星通信领域也有着重要的应用价值。
卫星通信是通过卫星中继站进行数据传输的通信方式。
光电子器件可以在卫星中继站的收发过程中，起到信号的转换和传输作用。
它能够将地面发射的电信号转换为光信号，并通过卫星传输到目标地点，然后再将光信号转换为电信号进行解码和处理。
光电子器件的应用为卫星通信提供了更好的传输性能和通信质量，使得卫星通信能够更加稳定和可靠。
另外，在移动通信中，光电子器件也有着广泛的应用。
如基站的光纤传输系统，光电子器件可以将电信号转换为光信号，并通过光纤传输到各个基站，从而实现移动通信的覆盖和传输。
光电子器件的应用使得移动通信具有了更高的传输速率和稳定性，为移动通信的快速发展提供了技术支持。
光电子器件在光纤通信中的应用分析
光电子器件在光纤通信中的应用分析光通信作为一种高速、大带宽、低损耗的数据传输方式，已经成为现代通信领域中不可或缺的技术。
光通信的核心是光电子器件，它们在传输、接收、放大和调制光信号等方面发挥着重要作用。
本文将对光电子器件在光纤通信中的应用进行分析。
1. 光电探测器光电探测器是一种能够将光信号转换为电信号的器件，它在光通信中扮演着重要角色。
光电探测器利用光电效应将光信号转化为电流或电压信号，从而实现光信号的接收。
在光纤通信中，光电探测器负责将经过光纤传输的光信号转换为电信号，然后传输到接收器进行解调和处理。
2. 光放大器光放大器是一种能够将光信号进行放大的器件。
在光纤通信中，由于光信号在传输过程中会衰减，因此需要使用光放大器对信号进行增强。
光放大器可以对光信号进行放大，使得信号能够在长距离传输过程中保持稳定。
常见的光放大器有半导体光放大器（SOA）和光纤放大器（EDFA），它们具有高增益、宽带宽等特点，被广泛应用于光纤通信系统中。
3. 光开关光开关是一种能够通过调控光信号的传输路径的器件。
在光纤通信中，光开关常用于实现光信号的路由选择和光网络的重构。
通过控制光开关的状态，可以实现光信号的传输路径切换，从而实现不同设备之间的连接和通信。
光开关具有高速度、低损耗和高可靠性等特点，在光纤通信系统中发挥着重要的作用。
4. 光调制器光调制器是一种能够调制光信号的器件。
在光纤通信中，光调制器常用于将电信号转换为光信号，或者对光信号进行调制和编码。
光调制器可以将电信号转换为光信号并将其传输到光纤中，从而实现信号的远距离传输。
常见的光调制器包括电吸收调制器（EAM）和电光调制器（Mach-Zehnder调制器），它们具有快速调制速度和高调制深度的特点，被广泛用于光纤通信系统中。
5. 光耦合器光耦合器是一种能够将光信号从一个光纤传输到另一个光纤的器件。
在光纤通信中，光耦合器常用于实现光信号的连接和分配。
通过光耦合器，可以将多个光纤的光信号进行捕捉、混合或者分配，从而实现光信号的传输和交换。
光电子器件在通信领域的应用研究
光电子器件在通信领域的应用研究摘要光电子器件在通信领域中扮演着至关重要的角色。
本文将深入探讨光电子器件在通信领域中的应用研究，并重点关注其在光纤通信、无线通信和卫星通信等方面的应用。
我们将介绍不同类型的光电转换器件，并讨论它们的性能特点和优势。
最后，我们还将展望未来光电子器件在通信领域的发展趋势。
1. 介绍随着信息技术的发展，通信领域对高速、高效、稳定的通信系统的需求不断增加。
光电子器件由于其独特的优势，逐渐成为通信领域不可或缺的一部分。
光电子器件是将光信号转换为电信号或将电信号转换为光信号的重要设备。
2. 光电转换器件2.1 光纤通信光电转换器件在光纤通信中起着至关重要的作用，它是将光信号转换为电信号或将电信号转换为光信号的核心装置。
在光纤通信系统中，光纤作为光信号的传输介质，绝大多数情况下需要光电转换器件进行信号的转换与处理。
例如，接收端需要将光信号转换为电信号进行解调和解码，而发送端则需要将电信号转换为光信号进行光纤传输。
光电转换器件的性能直接影响着整个通信系统的稳定性和传输效率。
2.2 无线通信光电转换器件在无线通信领域中同样扮演着重要的角色。
随着无线通信技术的不断发展，人们对于无线通信设备的传输速率和传输距离的要求也越来越高。
光电转换器件可以将无线信号转换为电信号进行处理和传输，从而提高无线通信的传输速率和距离。
同时，光电转换器件还可以将电信号转换为无线信号进行发射，从而使无线通信设备实现更高效、更稳定的通信。
2.3 卫星通信卫星通信是一种重要的通信方式，能够实现地球不同区域之间的广域通信。
在卫星通信领域中，光电转换器件具有更大的挑战性，需要能够适应极端环境下的高温、高压等条件。
同时，光电转换器件在卫星间的通信传输中也需要具备较高的性能指标，如超低误码率和低损耗等。
因此，在卫星通信领域中，研究和优化光电转换器件的性能显得尤为重要。
3. 光电转换器件的性能特点和优势光电转换器件与传统的电子器件相比具有许多优势。
光电子器件在通信电子中的应用
光电子器件在通信电子中的应用随着信息技术的不断发展，通信电子已经成为人们日常生活中必不可少的重要部分，它关系到人类经济、文化、交流等各个领域的发展。
而光电子器件作为通信电子领域的重要组成部分，其发展与应用也越来越受到人们的关注。
一、光电子器件概述光电子器件是指能够将光信号转换成电信号或将电信号转换成光信号的器件。
它广泛应用于生命科学、信息技术、照明、汽车、安防等领域。
光电子器件主要包括光发射器件和光接收器件两大类。
其中，光发射器件主要包括发光二极管（LED）、激光二极管（LD）等，它们能够将电信号转换为光信号，用于光纤通信、激光打印机、LED照明等领域；而光接收器件主要包括光电二极管（PD）、光电开关等，它们能够将光信号转换为电信号，用于照相机、安防监控、激光雷达等领域。
二、 1. 光纤通信光纤通信作为一种高速、大容量的通信方式，它的发展离不开光电子器件的支持。
在光纤通信中，光发射器件用于将电信号转换为光信号，而光接收器件用于将光信号转换为电信号。
其中，激光二极管是光通信最常用的光源，光电二极管则是光通信最常用的探测器件。
在通信领域中，光电子器件的主要作用是实现高速率、低能耗和长距离的传输。
目前，光纤通信已经广泛应用于互联网、数据中心、手机基站等领域中，使得通信的速度和质量不断提高，能够更好地满足人们的需求。
2. 激光打印机激光打印机作为一种高速、高质量的打印设备，光电子器件也是其不可缺少的部分。
在激光打印机中，使用激光二极管作为光源，将图像信息转换成电信号后，再通过光束扫描系统将电信号转换成光信号，最终在感光鼓上形成图像。
相比于喷墨打印机，激光打印机具有精度高、速度快、质量好等特点，能够更好地满足人们对高品质打印的需求。
而光电子器件的不断发展，也将使激光打印机在印刷领域中的应用越来越广泛。
3. LED照明LED照明是一种高效、环保的照明方式，而光电子器件在其中也起到了重要作用。
在LED照明中，光发射器件使用LED光源，通过将电信号转换为光信号来实现照明。
光电子器件在通信系统中的应用
光电子器件在通信系统中的应用一、引言随着信息时代的不断发展，通信技术的应用已经成为了人们生活中不可缺少的一部分。
而在通信系统中，光电子器件作为光与电信号相互转换的关键组成部分，发挥着重要的作用。
本文将详细探讨光电子器件在通信系统中的应用。
二、光电子器件的基本原理及分类1. 光电效应光电子器件是通过利用光电效应来实现光与电信号的相互转换。
光电效应是指光照射到物质上时，物质中的原子或分子吸收光能，产生电子从而产生电流的现象。
2. 光电子器件的分类根据使用的原理和结构，光电子器件可以分为光电探测器、光发射器和光电调制器三大类。
三、光电探测器在通信系统中的应用光电探测器是将光信号转换为电信号的器件，广泛应用于光通信和光传感领域。
1. 光通信中的光电探测器光通信是指利用光信号进行信息传输的通信方式。
在光通信系统中，光电探测器作为信息接收端，将光信号转换为电信号。
光电探测器的关键参数包括响应速度、灵敏度和频率响应范围等。
常见的光电探测器包括光电二极管（Photodiode）、光电倍增管（Photomultiplier Tube）和光导电探测器（Avalanche Photodiode）等。
2. 光传感中的光电探测器光传感是指利用光信号进行环境检测和测量的技术。
在光传感领域中，光电探测器可以用于气体分析、光谱测量、光学显微镜、图像传感等应用。
通过光电探测器的灵敏性和高分辨率，可以实现对光信号检测的高精度和高灵敏度。
四、光发射器在通信系统中的应用光发射器是将电信号转换为光信号的器件，广泛应用于光通信系统和光雷达系统中。
1. 光通信系统中的光发射器在光通信系统中，光发射器将电信号转换为光信号，并通过光纤进行传输。
光发射器的关键参数包括发光波长、发光功率和速度等。
常见的光发射器包括激光器（Laser）、发光二极管（LED）和激光二极管（LD）等。
2. 光雷达系统中的光发射器光雷达系统利用激光进行距离测量和目标探测。
光电子器件技术在通信网络中的应用
光电子器件技术在通信网络中的应用光电子器件技术：通信的未来之光随着信息量的不断增加，传统的通信方式已无法满足人们的需求，人们对于通信网络的便利性和速度性要求更高，而光电子器件技术的发展可以满足这些需求。
光电子器件技术作为一种新兴技术，其在通信网络中的应用正越来越广泛。
光电转换器件：关键的通信节点当前，光电转换器件是光电子器件技术的主要应用之一。
在通信网络中，光电转换器件起到了至关重要的作用。
因为网络信号需要在光电信号之间进行转换，所以光电转换器件可以说是通信网络中的关键节点。
光电转换器件能够将光信号转换成电信号或者将电信号转换成光信号。
其中，光电二极管和光电晶体管是最重要的光电转换器件。
它们的工作原理是将光信号转换成电信号，这样就可以在通信网络中进行传输和处理。
光电二极管能够将接收到的光信号产生电流，而光电晶体管可以将接收到的光信号转换成电压信号。
由此可见，光电二极管和光电晶体管对于通信网络中的数据传输是不可或缺的。
光电开关：通信速度的重要保障在通信网络中，光电开关同样是光电子器件技术中的关键组成部分。
光电开关采用了光器件的特有优点，可以迅速地开关光信号和光纤之间的连接。
在大多数光通信系统中，光电开关被广泛应用，主要是为了保证通信的速度和可靠性。
光电开关具有快速、低损耗、低驱动电压等特点，因此在通信网络中应用的案例也越来越多。
例如，高速光通信中采用的光量子开关，它可以在微秒级的时间内完成开关操作，大大提高了通信的速度和质量。
光纤通信：可以与天下远光纤通信已经普及到了人们的生活中，成为了通信网络中必不可少的一部分。
很多人可能不了解光纤通信的原理，其实光纤通信是利用光速较快的物理特性进行数据传输的一种技术。
作为光电子器件技术中的重要部分，光纤通信可以将网络信号传送得更远、更快、更准确。
由于电信号在电缆中的传输受到了许多因素的限制，例如：电磁干扰、信号衰减等，这些因素都会影响信号的传输距离和速度。
但是，光信号的传输却没有受到太多的限制，因为光信号在光纤中传输时，几乎不受到干扰和衰减，因此在光纤通信中，信号可以传输得比较远、速度比较快、质量也比较好。
光电子器件原理和应用
光电子器件原理和应用光电子器件是基于光电效应和光纤传输的原理来实现光与电信号之间的相互转换的器件。
它在光通信、光存储、光计算、光探测等领域都有广泛的应用。
本文将介绍光电子器件的原理以及其在通信、存储和探测领域的应用。
一、光电子器件的原理1. 光电效应光电效应是指当光照射到物质表面时，电子会因为光子的能量被激发而从物质中解离出来。
光电效应可分为三种类型：外光电效应、内光电效应和热电效应。
外光电效应是指从导体或半导体材料中释放出的电子，内光电效应是指从绝缘体材料中释放出的电子，热电效应是指当光照射到介质时，导致介质中晶格振动的能量增加。
2. 光电子器件光电子器件是利用光电效应来实现光与电信号之间的转换的器件。
常见的光电子器件包括光电二极管、光电晶体管、光电导、光电倍增管、光电子器件等。
其中，光电二极管是最简单的光电子器件，由一个PN结加上一个透明的光屏组成；光电倍增管则是利用电子的雪崩复制效应放大光电信号，从而提高灵敏度和分辨率。
二、光电子器件在通信领域的应用1. 光通信光通信是一种基于光纤传输的高速、大容量的通信技术。
光电子器件在光通信中起到核心的作用，如光电二极管可将光信号转换为电信号，将电信号转换为光信号，进而实现光电转换和电光转换的功能。
光电晶体管则可以实现光信号的放大和调制，提高通信的传输距离和效率。
2. 光纤通信光纤通信是一种利用光纤传输信息的通信技术。
光电子器件在光纤通信中扮演着重要的角色，如光电导被用于光纤通信中光的探测和接收，而光电倍增管则可以放大光信号，提高光纤通信的传输效能。
三、光电子器件在存储领域的应用1. 光存储器光存储器是一种利用光电子器件实现信息存储的设备。
如光电晶体管在光存储器中可以实现光信号的写入和读出，将信息以光信号的形式存储和提取。
2. 光盘技术光盘技术是一种使用激光将信息写入光盘或读取光盘中信息的技术。
光电二极管被广泛应用于光盘技术中用于读取盘中的信息，将激光在光盘上的反射转换为电信号。
通信电子中的光电子器件技术应用
通信电子中的光电子器件技术应用随着科技的不断发展，光电子器件技术越来越成为通信电子领域中的重要组成部分。
其在光通信、光电子计算、激光雷达、光储存、光传感等方面的应用日益广泛。
一、光电子器件技术在光通信中的应用光通信是指利用光信号作为信息的传输媒介进行通信的技术。
在光通信中，光电子器件技术的应用十分广泛。
例如，激光器作为光源，可以提供高速、宽带、远距离的数据传输；光纤放大器作为信号的增强器，可以延长光信号的传输距离和提高信号的传输质量；调制器可以将电信号转换成相应的光信号，并调制成不同的波形，使光传输更稳定可靠。
二、光电子器件技术在光电子计算中的应用光电子计算是指利用光学或电子学中光电子器件的特性，在光学和电子学中间完成信息处理的技术。
在光电子计算中，光电子器件技术的应用十分广泛。
例如，光子晶体可以实现特定的光波导模式，通过改变光的传播路径而实现复杂的光电信号加工；可编程激光器可以进行多波长、多模式、多速率的加工；相干光探测器可以实现快速、高精度的光电信号检测。
三、光电子器件技术在激光雷达中的应用激光雷达是利用激光束进行距离测量、速度测量、定位的一种目标检测技术。
在激光雷达中，光电子器件技术的应用是必不可少的。
例如，用于激光雷达发射的激光器需要具备短脉冲、高能量、高重复频率等特点，以满足多个方面的应用需求；激光测距传感器需要使用高性能的探测器，以实现为快速、高精度的距离和速度测量。
四、光电子器件技术在光储存中的应用光储存是指利用光学技术完成的信息存储技术。
在光储存中，光电子器件技术的应用是必不可少的。
例如，二极管激光器可以作为激光源，实现光学读写，其所发射的激光具有窄、稳、强的光束特点，相应的速度、容量等都有着很高的性能要求。
五、光电子器件技术在光传感中的应用光传感是指利用光学技术实现对物理、化学、生物等各种信号的检测和测量。
在光传感中，光电子器件技术的应用也是必不可少的。
例如，光纤传感器可以利用光的散射、反射、衍射等各种效应，实现对温度、压力、强度、位置、形态等的检测；激光传感器可以利用激光的特性，实现高精度、高灵敏度的检测和测量。
光电子器件在光纤通信中的应用
信息科学科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald129DOI：10.16660/ki.1674-098X.2005-9949-1190光电子器件在光纤通信中的应用李特(黔南民族师范学院 贵州都匀 558000)摘 要：随着现在通信网络的不断发展，光纤通信技术在通信网络的发展的过程中逐步的壮大起来，同时在通信行业中占有非常重要的地位，光纤通信技术作为国内通信事业中的新型技术，近年来发展非常的迅速，在通信市场中需求量不断地扩大，所以，在光纤通信的技术研发中进行针对性的研究对国内的通信事业的发展具有重要的意义，本文通过介绍国内光纤通信所应用到的光电子器件，同时阐述光纤通信对国内未来发展的趋势进行展望。
关键词：光电子器件 光纤通信 实际应用 通信网络中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2020)08(c)-0129-03Application of Optoelectronic Devices in Optical FiberCommunicationLI Te(Qiannan Normal University for Nationalities, Duyun, Guizhou Province, 558000 China)Abstract: With the continuous development of communication networks, optical f iber communication technology has gradually grown up in the development of communication networks, and at the same time occupies a very important position in the communication industry. Optical fiber communication technology, as a new technology in the domestic communication industry, has developed rapidly in recent years, and the demand in the communication market is constantly expanding. Therefore, targeted research in the research and development of optical f iber communication is of great signif icance to the development of domestic communications. This paper introduces the optoelectronic devices used in domestic optical fiber communication, and expounds the future development trend of optical fiber communication in China.Key Words: Optoelectronic device; Optical f iber communication; Practical application; Communication network随着社会的不断发展，光导纤维在全球的范围内迅速壮大起来，从光纤相关理论建立到光纤传导信息的实践足足不到30年的时间，当进入到新时代的社会中，信息量的需求等方面的不断扩大，加上传统信息传输的局限性，促使光纤通信技术迅速代替了传统的通讯技术，成为了现代化通信事业的重要代表和主要的传送方式，随着全球信息化的不断发展，需要在信息传输的方式进行不断的改变，让信息的传输速度和信息量不断地扩大，就需要光纤通讯技术的渗透，光纤通讯技术能够很好地扩大信息传输的空间，促使了互联网和光纤通讯的相结合，从而将光纤通讯技术带到一个新的高度。
光电子器件在通信技术中的应用研究
光电子器件在通信技术中的应用研究一、引言随着信息技术的迅速发展，通信技术已经成为现代社会中不可或缺的基础设施。
光电子器件作为现代通信技术的重要组成部分之一，其应用研究对于推动通信技术的发展起着重要的作用。
本文将围绕光电子器件在通信技术中的应用展开研究探讨。
二、光电子器件的基本原理光电子器件是将光学与电子学相结合的器件，其基本原理是利用半导体材料的光电效应以及光的交互作用，将光信号转换为电信号或者将电信号转换为光信号。
光电子器件主要包括激光器、光电二极管、光电晶体管等。
三、光电子器件在光纤通信中的应用光纤通信作为目前最主要的通信方式之一，其高带宽、低能耗、长传输距离等优势使得光电子器件在光纤通信中被广泛应用。
激光器作为光纤通信中的光源，其稳定性、单色性和窄带性对保证光信号的传输质量起到关键作用。
光电二极管和光电晶体管作为光纤接收机的核心组件，能够将光信号准确转换为电信号，并通过电路进行后续处理。
四、光电子器件在光无线通信中的应用光无线通信是一种融合光纤通信和无线通信技术的新型通信方式，它将光的高速传输能力与无线通信的灵活性相结合，实现了移动通信的高速度和大容量传输。
在光无线通信系统中，光电子器件起着关键的作用。
激光器和光电二极管被广泛用于光无线通信系统的发送和接收端，可以实现高速宽带无线信号的传输。
光电晶体管作为光无线通信系统的光探测器，能够将接收到的光信号转换为电信号，并通过电路进行处理和解调。
五、光电子器件在光存储器件中的应用随着信息量的爆发性增长，高容量、高速度的存储技术对于信息存储和处理变得越来越重要。
光存储器件作为新型存储技术，具有无损读取、高速写入和大容量存储等优势。
光电子器件在光存储器件中的应用主要包括激光器、光电晶体管和光电二极管等。
激光器作为光存储器件的光源，能够实现高能量密度的写入。
光电晶体管和光电二极管作为光存储器件的探测器，能够将被激发的光信号转换为电信号，并进行相应的信号处理。
高性能光电子光学器件在通信中的应用
高性能光电子光学器件在通信中的应用随着通信技术的不断发展，光纤通信作为一种高速、大容量的通信方式越来越受到人们的青睐。
而在光纤通信中，光电子光学器件起着至关重要的作用。
本文将探讨高性能光电子光学器件在通信中的应用。
一、光电子光学器件的基本原理在通信领域中，光电子光学器件是将电信号转换为光信号、光信号转换为电信号的重要设备。
它是由光电二极管、半导体激光器、光调制器等组成的系统。
光电子光学器件的工作原理基于半导体材料的电光效应和激光器。
在光电子光学器件中，光电二极管是用来将光信号转换成电信号的。
当光信号照射在光电二极管的PN结上时，将会产生光生电流，这个光生电流的大小与光的强度成正比。
光调制器是用来将电信号转换成光信号的，也就是将数字信号的信息调制到光波的振幅、相位或偏振状态上，从而实现光信号的传输。
而半导体激光器则是光电子光学器件中重要的发光源，它能产生高亮度、单色性好、调制带宽较宽的激光光束，从而保证信号传输的稳定性。
二、高性能光电子光学器件在通信中的应用1. 光电调制器光电调制器是光通信系统中不可或缺的重要组成部分，用于实现数字信号的调制和解调。
其中最常见的调制技术是电吸收调制技术和Mach-Zehnder干涉器调制技术。
电吸收调制技术是利用光电吸收效应，通过控制电场强度来改变光信号的传输速度，实现数字信号的调制。
而Mach-Zehnder干涉器调制技术则是利用干涉原理，通过将光信号分成两条路径，再将其干涉及调制，最后再重组成一个光信号，从而实现数字信号的传输。
2. 光电探测器在光纤通信过程中，光电探测器是将光信号转换成电信号的关键设备之一。
光电探测器根据材料和结构的不同，可以分为光电二极管、光电倍增管、光电子倍增管和光伏探测器等。
其中，光电二极管是最常用的光电探测器之一，它具有灵敏度高、速度快、噪声低等优点，能够满足高速数据传输的需求。
3. 光放大器光放大器是一种能够将光信号增强的设备，在光通信中也起着十分重要的作用。
分析光电子器件在光纤通信中的应用
分析光电子器件在光纤通信中的应用
高辉;牛犇
【期刊名称】《黑河学院学报》
【年(卷),期】2017(8)4
【摘要】光纤通信技术作为我国通信事业发展中的新型技术,在近年来的通信网络建设中正不断经历着发展与革新.目前,光纤通信技术在我国通信事业的建设中尚有较大的发展余地,在日后通信技术的建设日益完善中存在着较大的需求和相关市场.因此,在光纤通信中进行新型光电材料的应用与相关技术突破,对我国光纤通信事业的建设具有积极意义.笔者着重介绍了现阶段我国光纤通信系统中应用到的各种光电子器件,并在回顾我国光纤通信发展的同时,对光电子器件在光纤通信中的应用趋势进行展望.
【总页数】2页(P219-220)
【作者】高辉;牛犇
【作者单位】哈尔滨石油学院,黑龙江哈尔滨 150080;哈尔滨石油学院,黑龙江哈尔滨 150080
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.11;TN29
【相关文献】
1.石墨烯电极及其在有机光电子器件中的应用 [J], 史文贤
2.应用于光纤通信系统中的光器件分析 [J], 吴峰;庄严;梁刚;代飞;李伟峰;朱印增
3.光电子器件在光纤通信中的应用 [J], 魏访;
4.光电子器件在光纤通信中的应用 [J], 李特
5.光纤通信系统中的集成光电子器件及其发展状况 [J], 钟卫平
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
( 图 3) , 即有源层两侧的包层是宽带隙
材料 , 同时又是低折射率材料 , 它不仅能够将注入有 源区的载流子限制在一条形窄带内 , 有利于产生高 的增益, 还形成光波导, 将大部分的光场限制在有源 区内 . 正是这种结构对载流子和光场的双重限制作 用, 有效地降低了激光器的阈值, 使得 LD 的室温激 射得以实现
光电子器件及其应用专题
图 1 光纤通信系统示意图
几万路信号 ( 数 Gb / s的量级 ), 而这还远远没有达 到其传送容量的极限 . 光纤通信为人类社会提供了 前所未有的大容量的廉价通信平台, 被称为是从电 子通信到光子通信的一次飞跃. 进入 21 世纪的人类迈向信息化的时代 , 以海量 信息的高速传输为基础的国际范围信息网络化是实 现知识和经济全球化的必要条件, 这为光纤通信的 应用提供了广阔的发展空间 . 同时, 光纤通信技术与 计算机技术的结合, 使传统的以及现代的各种通信 技术得以综合利用, 传统的光纤通信技术正在以网 络的形态登上新的历史舞台 . 光纤通信系统主要是由光发送、 光传输和光接 收三部分组成 (图 1) . 光发送器中有光源、 驱动器和 调制器 , 它的功能是将要传输的语音、 视频、 数据等 信号通过电端机加到光源 ( 或调制器 ) 上产生调制 的光信号, 并将其耦合到光纤中去; 光传输部分主要 由光纤 ( 光缆 ) 和 中继器组 成, 在 短距离通 信系统 中 , 一般不需要中继器 ; 由光纤传送来的光波信号入 射到光接收部分 , 那里的光检测器将光信号接收、 解 调成电信号 , 然后进行电放大处理, 还原成原来的信 息 . 通过适当的接口设备, 这样一个光传输单元可以 和现有的数字或模拟通信系统、 有线或无线通信系 统互连 . 我们看到 , 一个完整的光纤通信系统除了它的 传输主体 - 光纤 - 之外 , 还必须有各种光学元件和 光电子器件的支持. 正是这些功能与技术不同的元 器件的研制成功使得光纤通信系统发展到了今天的 形态. 光纤通信系统中的元器件大体可分为无源和 有源两大类, 光耦合器、 光滤波器、 光 开关、 光衰减 器、 光环形器和光隔离器等 属于无源元器件 , 而光 源、 放大器、 光检测器等属于有源器件. 有源器件的 工作原理都是基于光与电的相互作用, 它们是光电 子器件的主体. 本文将着重介绍光纤通信系统的几 种主要的光电子器件.
图 3 双异质结结构对载流子和光场的双重限制作用
[ 12] [ 10, 11]
.
区的材料 GaA s的折射率大约为 3 . 6 , 从有源区出射 到空气中的光将有 30 % 以上会被反射回来, 构成一 个理想的法布里 - 帕罗 ( F abry- Pero, t F - P ) 平面 腔. 为了对载流子实现侧向限制, 目前一般多采用 掩埋异质结
( LED ). 这不仅是因为它 们的体积都很小 ( 典 型尺 500 m 长、 100 重要的是它们可以通过载流子注入 , 即注入电流 , 来 控制输出功率 , 从而可以直接进行强度调制 , 而且它 们的输出波长正好与光纤的低损耗窗口一致, 采用 GaA lA s 和 G a A s 材 料 构 成 异 质 结, 发 光 波 长 为 0 85 m, 采用 InG a A sP 和 InP 材料的异质结 LD 的 发光波长为 1 . 3
中叶开始引入光纤通信的产品以来 , 10 年间已建成 近 230 万公里的光缆传输网 , 其中长途光缆线路近 50万公里 . 光纤通信除了中继距离长、 抗电磁干扰、 保密性好、 成本低等优点外, 它在通信容量上的巨大 潜力是任何一种以往的通信手段所不能比拟的. 我 们知道, 人们一直是通过提高载频来扩大通信容量 的, 光频要比无线通信使用的频率高得多, 所以通信 容量也相应地大得多. 近年来的两大技术进步 [ 1] 波分 复 用 ( w avelength - d iv isio n m ultip lex ing, WDM ) 和掺铒光纤放大器 - f ib er am plifer , EDFA )
34 卷 ( 2005 年 ) 10 期
[ 9]
引入量子阱或应变量子阱结构有源区 , 可以大 [ 13 17 ] 幅度全面提高半导体激光器的性能 , 比如降低 阈值电流、 提高微分增益以及高速调制特性、 改善器 件的温度特性等, 量子阱结构成为应用于长距离大 容量光纤通信系统中的光源的首选有源区结构. 2 . 2 分布反馈式半导体激光器 随着光纤通信的发展, 特别是 W DM 技术的出 现, 对作为光源的 LD 提出了新的挑战. W DM 技术 是在一根光纤上同时传输多个波长 , 为了增加传输 信道 , 各路波长之间的间隔非常小, 密集 WDM 的波 长间隔通常在 200GH z( 1 . 6nm ) 以下 . 为了防止各个 波长信号彼此之间的串扰, 要求每个波长必须拥有
Abstract
Op toelectron ic devices u sed in op tical fiber commun ications are reviewed. T he basic concep ts ,
p erfor m ance , and research p rogress o f various k ey dev ices u sed in opt ical tran sponders , detectors and repeat ers, such as laser d iod es , opt ica lmodu lators , photod iodes, and op tical a m p lifiers , are described. A n introduc tion to conven tion al in tegrated devices , as well as the new gen eration in tegrated technology based on nano struc ture op toelectron ics , is also g iven. K eywords opt ica l fiber commun ications, op toelectron ic d evices , sem iconductor , act ive dev ices
741
的有源区是由厚度为几个纳
光电子器件及其应用专题 非常窄的光谱线宽. 这不仅要求光源的光谱线宽要 窄 , 而且 , 要在 Gb / s的调制速率下保证单模工作的 稳定性 , 即所谓的动态单模工作 . 普通结构的 F - P 腔 LD 在电信号调制下容易光谱 展宽, 变成多纵模 输出, 已经不能满足 WDM 系统的要求 , 分布反馈式 ( distrib uted- feedback, DFB) LD 则应运而生
[ 18 , 19 ]
光电子器件及其应用专题
第一讲
光电子器件在光纤通信中的应用
黄 翊 东
100084 ) ( 清华大学电子工程系 北京* Nhomakorabea摘
要
光纤通信技术发展的阶段 性飞跃总是伴随新型光电材料和功能器件的突破 . 文章 介绍了光纤 通信系统
中应用到的各种光电子器件 , 从光纤通信 的 3 个环 节 : 光 发送、 光 接受、 光 放大为 出发 点 , 着重阐 述了 半导体 激光 器、 光调制器、 光检测器、 光放大器等关键器件的基本原理、 工作特性以及发展现状和趋 势 , 并 在回顾传统 集成光电 子器件发展的同时 , 展望了以新一代微纳结构光电子器件为基础的光子集成技术的发展趋 势 . 关键词 光纤通信 , 光电子器件 , 半导体 , 有源器件
[ 7]
.
LD 是靠 pn 结正向注入载流子的复合发光 , 但 要发射激光, 和其他的激光器一样还需要有合适的 光学谐振腔起反馈作用. LD 的光学谐振腔通常是由 与 pn 结平面相垂直的自然解理面构成. 比如, 有源
光电子器件及其应用专题
图 2 半导体激光器 ( LD ) 图 4 掩埋条形半导体激光器剖面图
Optoelectronic devices in optical fiber comm unications
HUANG Y i Dong
(Departm en t of E lec tron ic E ng in eering, T singhua University, B eijing
100084, Ch ina )
米的窄带隙材料 ( 势阱区 ) 和宽带隙材料 (势垒区 ) 交替构成 ( 图 5), 20 世纪 80 年代发展 起来的分子 束外延 ( MBE )、 金属 有机化学气相沉 积 ( MOCVD ) 等新型晶体外延生长新工艺能够精确控制晶体生长 厚度达到原子层的精度 . 势阱中的电子和空穴 沿垂直阱壁方向的运动呈现量子化 , 电子的状态密 度也变为类阶梯状 . 这时只需要很小的注入电流就 可以达到粒子数反转. 在此基础上发展起来的应变 量子阱结构是通过在势阱和势垒的材料生长中引入 微量的晶格失配量而产生的应力 , 进一步改善了量 子阱中的电子状态密度 . 今天 , 量子阱结构, 特别是 应变量子阱结构, 已被广泛应用于各种有源半导体 器件中. 这种人为改变电子的 运动状态 ( 即能带结 构 )以获得所需器件性能的做法被称为是 能带工 程
740 物理
2 半导体激光器
发送器的核心是光源, 光源的主要功能就是将 一个电信号转换为光信号. 今天的光纤通信系统中 选用的是微型的半导体光源 - 半导体激光器 激光 二 极 管 , 寸 250
[ 3]
(即
laser diode , LD ) 和 发 光 二 极 管 300 m 宽、 100 m 高 ) , 更
[ 8]
图 5 量子阱能带结构
( buried hetrostructu re, BH ). 这种结构
是通过刻蚀工 艺将有源 区刻蚀形 成宽度 仅为 1 2 m 的细条 , 然后在有源区的两侧生长异质结构从 而实现对载流子的侧向限制 ( 图 4) . BH 结构 LD 具 有输出功率稳定、 线性好、 阈值低等一系列的优点, 在光纤通信中占有重要的地位. 为了满足不断发展的光纤通信系统的需求, LD 的特性也在逐步提高 . 下面介绍它几个重要的发展 阶段. 2 . 1 量子阱半导体激光器 量子阱结构 LD